西安交通大学金属材料强度国家重点实验室下属等离子喷涂实验室，于93年引进美国90年代最新水平的9M型高能等离子喷涂设备，并拥有相关的涂层性能测试与评价技术手段，针对电力、能源、石油化工等国家大中型企业一些重要设备的关键零部件，由于高温、腐蚀、磨损引起的表面损伤和早期失效问题，通过失效分析、涂层设计和工艺优化，最终采用先进的等离子喷涂技术，有效解决了大型电站

表面等离子共振（SPR）生物传感技术是近年来迅速发展起来的用于分析生物分子相互作用的一项技术。这种检测手段与传统方法比较，具有样品不需要纯化、标记，并且可以实时、动态、高灵敏检测等优点，因此SPR传感器在很多领域具有广阔的应用前景，如疫苗研制、疾病诊断、疾病治疗、药物靶标、药物开发、基因测序、案件侦破、环境检测、食品安检以及兴奋剂检测等。本项目的目的是研制一种基于SPR技术的光机电一体化系统。 我校于1999年开始从事有关方面的研究，2004年底研制完成了第一套单通道SPR生物医学检

2010年我国含氟聚合物产能约8万多吨，占世界总产能的三分之一，产量近6万吨，其中PTFE约占80%，已成为世界第二大生产国。根据国家氟化工十二五规划，到2015年我国含氟聚合物产能将达到13.4万吨，产量达到9.4万吨，其中PTFE约占70%。随着战略性新兴产业的兴起，PTFE应用范围已经从传统领域扩展到环保、生物医药、新能源、电子信息等新兴产业领域。如在环保领域，PTFE膜接触器应用于烟道气处理；在生物医药领域，PTFE中空纤维管用作血浆过滤器；在新能源领域，PTFE用作锂电池隔膜和太阳能电池背板；在电子信息领域，PTFE用作驻极体材料。而这些应用，无一不涉及到对PTFE的表面处理。传统的湿化学法已经不能适应，正如氟化工十二五规划中所述：产品结构不合理，中低端产品为主，高端产品仍然依赖进口；应用开发不力，加工技术和设备落后。 大气压低温等离子体材料表面改性是一种新型的表面改性方法，这种方法可以有效地改善材料表面性能，且凭借其独特的优点使其具有其它传统方法不可比拟的优势，是一项值得深入研究的有广阔应用前景的技术。本项目采用大气压低温等离子体改性PTFE材料，替代传统的湿法化学处理方法，从而提高其表面的粘接性、吸湿性、可染色性、及生物相容性等性能，开发出适合对PTFE表面处理的高放电均匀性、高放电电离效率和大面积的均匀等离子体在线清洁处理技术，从而达到对PTFE表面改性的有效调控，取代传统的化学表面处理方法，推动相关产业的技术进步和PTFE在新兴行业中的应用，对于提升PTFE产品档次，促进PTFE在新兴行业的应用具有现实意义。 本项目所采用的常压低温等离子体设备为大面积、均匀连续处理设备，如图所示，可以实现稳定均匀DBD模式运行，配合上收卷、送卷，臭氧抽气等装置，可实现在线连续运行。目前已在实验室实现电极长度为1.5米的的大面积放电，如图(a)所示，将进一步结合在线处理要求，深入研究等离子在线处理工艺，开发如图(b)所示的在线处理样机。处理宽度0.5m，处理速度1-5m/min可调；处理厚度0.05-0.5mm；处理后PTFE表面水接触角不大于50°；PTFE表面微观形貌：表面刻蚀程度均匀。 技术特点及创新性 针对目前PTFE表面处理中采用的湿法化学处理方法安全性、环保性、节能性差的缺点，采用大气压低温等离子表面处理技术，通过研究放电参数、处理结构及处理气体对PTFE表面改性影响的规律，获取最优改性处理条件，找到最适合取代化学处理方法的PTFE表面状态；通过研究在PTFE表面接枝不同的分子链，使其表面产生新的分子结构和新的功能，解决表面处理后老化效应等问题；开发新型的DBD等离子体处理样机，提高等离子体大面积处理均匀性；实现对PTFE表面处理的在线连续性、经济性、清洁性和安全性。同时为低温等离子体材料表面改性的大规模工业应用提供实践。研发出适应工业化生产的PTFE表面处理新技术和新设备，从而提高其表面的粘接性、吸湿性、可染色性、及生物相容性等性能，而且改性只涉及表面纳米级别范围内，基体性能不受影响，对于提升PTFE产品档次，促进PTFE在新兴行业的应用具有现实意义。 ●应用前景： 以聚四氟乙烯复合胶带为例，该产品是采用PTFE乳液浸渍玻璃纤维基布，生产出聚四氟乙烯漆布，再进行单面表面处理后，涂上一层有机硅胶粘剂。该产品表面光滑，有着良好的抗粘性，耐化学腐蚀和耐高温性以及优秀的绝缘性能，并具有反复粘贴功能，广泛应用于在造纸、食品、环保、印染、服装、化工、玻璃、医药、电子、绝缘、砂轮切片、机械等领域，还可应用于浆纱机的滚筒、热塑脱模等行业。该产品预计全国年用量达1000多万㎡。再以太阳能电池组件背板为例，其主流产品是TPT。该产品是由上下两层PVF（聚氟乙烯）和PET（聚对苯二甲酸二乙酯俗称涤纶）薄膜三层复合而成。该产品的生产就涉及到对PVF的表面处理。相对于PTFE来说，PVF的表面处理就比较容易。据统计1兆瓦组件需要8800-10000平方米的背膜,2007年我国组件量为1717兆瓦,消耗各种背膜1500-1700万平方米,全部依赖进口。据《2008年中国光伏太阳能行业研究与投资前景分析报告》预测，2008年世界组件量为将上升40%，约为5600兆瓦，我国组件量约为2400兆瓦，需要背膜约1900-2400万平方米，PVF表面处理量达3800-4800万平方米。 目前，国内外相关研究大多实验室阶段，国外一些知名的大公司，如道康宁、3M以及德国的一些公司，也正致力于该技术研究。从目前报道资料情况上看，国外仅道康宁公司有应用报道，国内尚无相关产品推出。因此技术属于自主創新技术，将填补国内空白，达到国际先进水平。本技术具有应用的普遍性，不但可用于PTFE的表面处理，更可用于其它氟树脂和难粘高分子材料的表面处理，具有广阔的市场前景。本技术还可以推广到其他高分子材料处理领域，以及保护性包装、生物材料处理、薄膜沉积、生物医学应用等领域，在提高材料表面性能，开创材料新的应用领域方面发挥着至关重要的作用。

成 果 简 介 变极性等离子弧立焊工艺是航天航空、高压开关和石油化工领域最具发展前景的铝合金焊接工 艺之一，已成为我国新型运载火箭、航天飞行器等航天产品的必选焊接工艺，目前国际上只有加拿大LIBIRDI 和美国AMET 公司具有该技术，并且只是高价格提供装备，无法提供工艺技术支持。本项目基于国家自然科学基金和国家科技重大专项，独立开发完成变极性等离子弧焊接成套装备与工艺技术，将 焊接工艺技术与自动化焊接成套设备相结合，研究的变极性等离子焊接设备及工艺具有完全自主的知识 产权， 可大幅提高我国航天产品的制造工艺水平，进而增强我国航天产业在国际市场上的竞争力。

数控等离子切割机行业属于高端装备制造产业和战略性新兴产业，实现其完全国产化有助于我国由制造大国到制造强国转型，具有重要战略意义。等离子切割机包括机械和电控两大部分，后者又包括等离子电源、数字控制系统CNC以及其他六大重要配件。 本项目创新技术如下：（1）部分斩波的三相PWM整流器技术和软上电技术；（2）两级交错并联模块化BUCK型DC-DC变换器；（3）高压低频引弧装置、高灵敏弧压调高器以及自动气控箱等；（4）ECAN总线实时信息传输技术；（5）智能自动套料软件。 本项目技术水平如下：（1）等离子切割电源支持直流260A，电流控制误差≤2%，电流纹波系数≤5%。（2）数控系统CNC控制轴数：2－4轴联动；控制精度：±0.001mm；坐标范围：±99m；（3）工件切割质量的5大指标达到国外同类产品的性能，如切口棱边垂直度接近1.5度-2.5度）。支持全时、自动、高效的平面切割和坡口切割，支持自动套料。 本项目实施过程中，与上海方菱计算机软件有限公司密切合作，2013年12月获得上海产学研合作优秀项目奖一等奖（中小微企业），2015年11月获得第17届中国国际工业博览会创新奖。

"1、全二维气相色谱/快速气相色谱-飞行时间质谱联用仪（GCxGC/Fast GC-TOFMS）是近十年以来，国际上发展最迅猛的色质联用技术之一，是色谱-质谱联用技术发展的一个最新趋势。相比于常规气质联用具有高通量、高分离度和高灵敏度等显著优势，是解决复杂体系中全组分和痕量组分分析的最佳方案，逐渐成为石油化工、香精香料、烟草酒业、食品安全、环境监测和中药鉴定等领域的必备分析仪器。 2、基质辅助激光解析离子源-飞行时间质谱仪(MADLI-TOFMS)； MADLI-TOFMS微生物质谱快速鉴定系统具有高通量、高质量精度、高灵敏度和高鉴定准确率等优点。不仅操作界面友好、功能强大，而且运用了优秀的人工智能模糊控制和机器视觉算法。2015年6月通过中国分析测试协会专家组鉴定，同年获得BCEIA金奖。它也是迄今为止继德国布鲁克和日本岛津公司之后，全球第三套微生物质谱快速鉴定系统。微生物质谱快速鉴定系统广泛应用于临床微生物鉴定、药物分析、疾控及检疫等领域，填补了国内同类仪器的空白，应用前景和市场前景十分广阔。 "

项目成果/简介: 机械球磨是一种传统制粉技术，虽应用广泛，但效率较低，介质污染严重等。同时，单一机械能难以诱发材料活化、相变和反应等，不易实现对材料结构的精确控制，部分化合物难以合成。这使得传统球磨在制备高性能功能粉体方面面临极大发展瓶颈。 该技术首次提出将冷场等离子体引入机械球磨过程中，发明了一种高能效、高活性、低污染的介质阻挡放电等离子体辅助球磨（简称等离子球磨）技术及其装备（国家发明和国际PCT专利：ZL2005100362319，ZL201410815093.3，PCT/CN2014/094856），利用近常压下不同气体在球磨罐中形成的高能量电子的非平衡等离子体和机械球磨的协同作用，促进了粉末的组织细化、合金化、活性激活和化合反应等，不仅极大提高了球磨效率，使球磨时间减少了近10倍，显著降低了球磨污染，而且能够形成独特的结构显著提高材料的性能。 该技术先后得到广东省自然科学基金、广州市科学研究计划等支持，发表SCI论文40余篇、申请发明专利15余项；3项专利授权企业实施生产等离子球磨机，2016年至今共销售到30多家高校、研究所和企业。等离子球磨结构示意图等离子球磨应用材料体系知识产权类型:发明专利技术先进程度:达到国际领先水平成果获得方式:独立研究获得政府支持情况:无

机械球磨是一种传统制粉技术，虽应用广泛，但效率较低，介质污染严重等。同时，单一机械能难以诱发材料活化、相变和反应等，不易实现对材料结构的精确控制，部分化合物难以合成。这使得传统球磨在制备高性能功能粉体方面面临极大发展瓶颈。 该技术首次提出将冷场等离子体引入机械球磨过程中，发明了一种高能效、高活性、低污染的介质阻挡放电等离子体辅助球磨（简称等离子球磨）技术及其装备（国家发明和国际PCT专利：ZL2005100362319，ZL201410815093.3，PCT/CN2014/094856），利用近常压下不同气体在球磨罐中形成的高能量电子的非平衡等离子体和机械球磨的协同作用，促进了粉末的组织细化、合金化、活性激活和化合反应等，不仅极大提高了球磨效率，使球磨时间减少了近10倍，显著降低了球磨污染，而且能够形成独特的结构显著提高材料的性能。 该技术先后得到广东省自然科学基金、广州市科学研究计划等支持，发表SCI论文40余篇、申请发明专利15余项；3项专利授权企业实施生产等离子球磨机，2016年至今共销售到30多家高校、研究所和企业。 等离子球磨结构示意图 等离子球磨应用材料体系